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국내가스배관 부식부위 평가프로그램의 개발
Development of Corrosion Defect Assessment Program for API X65 Gas Pipelines 원문보기

대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A, 2001 June 27, 2001년, pp.453 - 458  

최재붕 (성균관대학교 기계공학부) ,  김연호 (성균관대학교 기계공학부) ,  구본걸 (현대자동차(주)) ,  김영진 (성균관대학교 기계공학부) ,  김영표 (한국가스공사) ,  백종현 (한국가스공사) ,  김우식 (한국가스공사)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Pipelines have the highest capacity and are the safest and the least environmentally disruptive way for gas or oil transmission. Recently, failures due to corrosion defects have become of major concern in maintaining pipeline integrity. A number of solutions have been developed for the assessment of...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 한국가스공사의 주배관인 API X65 배관에 존재하는 부식부위의 평가를 위해 실제 실험 결과와 유한요소해석결과를 비교하여 한계하중해을 개발하였다. 이를 위하여 다양한 부식 형상에 대한 3차원 유한요소해석을 수행하였으며, 이때 나타난 최대허용압력을 한계 하중 해로제안하였다.
  • 본 논문에서는 한국가스공사의 주배관인 API X65 배관의 부식부위 평가체계를 개발하기 위한 연구를 수행하였다. 이를 위해 가압파손 실험과 유한요소해석을 통해 부식배관에 대한 한계 하중 해를 개발하였으며, 이를 바탕으로 부식 배관 평가프로그램을 개발하였다.
  • 본 연구에서는 가스배관으로 널리 사용되는 API X65 배관에 대한 정확한 한계하중해를 예측하기 위해 재료특성 및 배관형상을 고려한 유한요소해석을 수행하였다.
  • 외부 부식에 의한 배관의 잔여 강도를 평가하기 위해 본 연구에서는 Windows기반 프로그램인 COPAP(COrroded Pipelines Assessment Program)을 개발하였다. 내압에 의한 하중만이 부가되는 배관 부식손상부의 해석과 평가는 여러가지 기준이 제시되어 있다.
  • 8 과 같이 corrosion profile을 사용했을 경우에는 각 부식 깊이를 그래프로 출력하고 최고 부식깊이와effective area, effective length 값을 출력한다. 이렇게 평 가된 결과를 바탕으로 COPAPe 부식배 관의 유지 또는 보수결정의 판단자료를 제공한다.

가설 설정

  • 하지만 기준응력을 인장강도의 80%로 정 한 해석결과는 실험결과와 잘 일 치 하였다. 따라서, API X65 배관의 파괴는 부식 부위의 남은 부분의 von-Mises응력이 인장강도의 80%에도 달했을 때로 가정하였으며, 최대허용하중, 는 파괴기준을 만족하는 내압으로 결정하였다.
  • 특히 Stephens와 Leis">는 고인성 배관의 부식부위의 파괴압력은 유동강도(flow s*- trength 匸左 인장강도(ultimate stength)에 의해 제어된다는 것을 밝힌 바 있다. 즉 저인성 배관에서의 감 육부 파손은 파괴(fracture)에 의해 지배되나 고인성 배관에서의 감육부 파손은 소성붕괴(plastic collapse) 에 의해 지배된다고 규정하였다. Battelle에서는 이를 고려하여 내압과 외부하중이 작용하는 부식 배관 해석을 위해 유한요소해석 프로그램인 PCORRC를 개발한 바 있다(1) 최근, 부식부위 평가 과정 은 배관의 재료와 부식형 상에 따라 특성화되고 있으며, 특히 고인성 배관에 존재하는 부식 부위의 정확한 평가를 위한 평가식의 개발이 요구되고 있다.
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